JPH05507157A - 切換可能な直接照明およびまたは透過照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 切換可能な直接照明およびまたは透過照明装置本発明は、請求の範囲第１項の上 位概念に記載の直接照明（鉛直照明）およびまたは透過照明を選択的に行うため の光学装置に関する。

ドイツ連邦共和国特許第１０８３０６５号明細書により、直接およびまたは透過 照明を選択的に行うための装置が知られており、特に顕微鏡における使用につい て説明されている。その際、複数個の三重鏡の形をした偏光を消す反射鏡が設け られている。これは、偏光を消す作用によって、直接照明像と透過照明像のコン トラストが非常に弱まるという欠点がある。特に、直接照明観察の場合に、透過 光を完全に消すことができない。

これは反射の弱い物体の観察を不可能にする。

更に、このような装置において物体の背後にλ／４プレートを配置することが既 に提案されている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２０４６８６号明細書では、λ／４ブレー１ ・と反射鏡と２個の完全な顕微鏡レンズからなる全部揃った自動コリメータ系が 組立てられている。その際、直接照明像は常に消される。

しかし、この自動コリメータ系は大きな構造グループ（直径が約１０ａｎ、長さ が４０〜５ｏａｌ＋）をなし、大きな面積の試料を測定する際に、物体の上方に 配置された高精度の光学系に追従するには不利である。これは実施できないほど の物体ステージの装置コストを必要とする。更に、物体ステージは物体に相当す る大きな面積のガラス板を備えていなければならない。これは静力学の理由から 実現不可能である。なぜなら、物体ステージが（場合によって重い）直接照明物 体を収容するために適していなければならないからである。

本発明の課題は、当該の種類の装置から出発して、構造が簡単であると共に、直 接照明およびまたは透過照明を選択した場合に完全なコントラストが保証される 装置を提供することである。装置は複数座標測定装置による光学式走査のための 使用および特に大きな面積の試料の測定のための使用に適していなければならな い。

これは、当該の種類の装置において、反射鏡が実質的に偏光を消す作用をせず、 偏光方向を回転する第２の装置が物体と反射鏡の間に設けられていることにより 解決される。

有利な実施形は請求の範囲第２〜７項の対象となっている。

請求の範囲第１〜７項のいずれか一つまたは複数に記載の装置は、請求の範囲第 ８項に対応して、複数座標測定装置による大きな面積の物体を光学式に走査する ための使用に適している。その際、物体の大きさは複数座標測定装置の寸法によ ってのみ制限される。

図を用いて本発明の詳細な説明する。図は物体の透過照明およびまたは直接照明 を選択的に行うための光学装置の概略構造を示している。

先ず公知の結像装置が設けられている。この結像装置の場合には、レンズ１が物 体２の像を結像面３に生じる。結像面３には光検出器が設けられているかあるい は結像面３の像が接眼レンズによって人間の目で観察される。照明袋（ｔ４はビ ームスプリッタ５と関連して、公知のごとく直接照明（鉛直照明）構造のために この結像装置を補完する。このような直接照明装置と結像装置は特に顕微鏡、マ クロスコープおよび光学式走査の複数座標測定装置のために慣用されている。

ドイツ連邦共和国特許第１０８３０６５号明細書の場合のように、本装置は照明 光路内に設けられた偏光子６と、それと交叉する、結像光路内に設けられた検光 子７と、特にレンズ１と物体２の間に設けられたλ／４プレート８を備えている 。このλ／４プレート８はビームスプリッタ５とレンズ１の間に設けてもよく、 調節可能である、すなわちレンズｌの光軸の回りに回転可能であり、およびまた は、スライダのように光路から側方へ遠ざけることが可能である。

照明装置４から物体２を経て結像面３へ至る通路において光がλ／４プレート８ を２回通過する。λ／４プレートの主軸線が偏光子６によって直線的に偏光させ られた光の偏光方向に対して４５°をなしていると、これは偏光平面を９０°回 転させることになり、かつ偏光子６に対して交叉している検光子７を光か通過す ることになる。

それによって、物体２の表面で反射した光は結像面３へ導かれ、直接照明像が生 じる。λ／４プレートか特にレンズ１と物体２の間に設けられていると、物体２ の範囲で偏光を変えるすべての光線のように、レンズ面での反射が検光子７によ って抑えられる。

物体２の背後に設けられた反射鏡９は本発明に従って偏光を消す作用を有してお らず、λ／４フィルム１０を被覆しである。このλ／４フィルムの主軸線は偏光 子６の偏光方向に対して４５°の角度の方向に向いている。

反射鏡９は特に、平らな金属鏡として、あるいは偏光を消さない市販の反射フィ ルムとして形成可能である。機械的応力に対する保護として、必要に応じて表面 がガラス板１１で覆われている。このガラス板に物体２が載っている。

反射鏡９はλ／４フィルム１０およびガラス板１１と共に、例えば顕微鏡または 複数座標測定装置の場合に慣用されている物体ステージ１２に取付けられている 。

物体２の直接光像を生じるλ／４プレート８の位置において、偏光を消さない反 射鏡９と２回通過するλ／４フィルム１０の組み合わせ作用により、物体２の縁 部のそばを通り過ぎるかまたは物体２の穴を通過して反射鏡９に達しかつ検光子 ７へ戻る光は完全に抑えられる。なぜなら、λ／４プレート８とλ／４フィルム １０の組み合わせ作用により、光が全体で１８０゜または０６だけ偏光方向に回 転し、検光子７によって完全に遮断されるからである。それによって、物体背後 はドイツ連邦共和国特許第１０８３０６５号明細書記載の装置と異なり、完全に 暗い。

可動のλ／４プレートが光軸の回りに４５°回転して作用しなくなるかまたは光 路から外へ完全にスライドさせられると、透過照明の像が得られる。

そのとき、物体２の表面で反射した光は検光子７によって遮断される。それに対 して、物体のそばを通って反射鏡９によって一反射した光は、λ／４フィルムｌ Ｏによって９０°だけ偏光方向に回転させられ、検光子７から完全に像平面３ま で通過する。すなわち、物体背後は完全な光度となる。

技術的な実施において、部品の数を減少するためおよび妨害する反射表面を減ら すために、ビームスプリッタ５が偏光子６および検光子７と共に、偏光するビー ムスプリッタにまとめられていると有利である。

反射鏡９と、偏光方向を回転する第２の装置１０として役立つλ／４フィルムは 、複数平方メートルに達する大きな寸法のものを容易に入手可能であり、かつ任 意の平らな物体支持体１２に取付は可能である。

例えばＸ方向とＸ方向においてそれぞれ２０ＣＩＩ＋の調節距離を有する走査ス テージを備えた測定顕微鏡は、本発明による装置によって、透過照明のために使 用可能である。この場合、走査ステージは照明光路用の大きな面積の透明な穴の ために問題がない。というのは、平らな物体支持面にのみ、反射鏡９とλ／４フ ィルムｌＯの組み合わせ物を取付けることができるからである。

物体２が固定されたステージ上に設けられかつ光学式プローブが動く座標測定装 置は、高価な多いな寸法の先箱を必要としない。この先箱は必ず数口の高さを必 要とし、その面積全体にわたって一定の照明特性を得ることは困難である。

光学式プローブに追従する、コストのかかる機械的な透過照明装置も不要である 。

ステージに取付けられる、たった数ミリメートルの厚さの、反射鏡９とλ／４フ ィルム１０の組み合わせ物は、本発明に従って光学式プローブに設けられた部分 、すなわち偏光子６、検光子７および可動のλ／４プレート８と関連して、対照 的で選ぶことができる透過光照明およびまたは直接光照明のために充分である。

本装置は特に、押抜きされかつ腐食またはエツチングされた薄板部品等の検査の ために適している。この場合、部品を一度固定してその上面と下面縁と穴を、直 接光と透過光で走査可能である。

要　約　書 直接光構造の照明および結像装置（１，３，４，５）からなる、物体（２）の直 接照明およびまたは透過照明を選択的に行うための光学装置は、照明光路内に設 けられた偏光子（６）と、結像光路内に設けられた検光子（７）と、物体（２） の前において偏光子（６）と検光子（７）の間の光路内に設けられた、偏光歩行 を回転する調節可能な（回転またはスライド可能な）装置（８）（λ／４プレー ト）と、物体の背後に設けられた反射鏡（９）とを補足的に備えている。この場 合、反射鏡は実質的に偏光を消す作用をせず、そして偏光方向を回転させる第２ の装置（１０）（λ／４フィルム）が物体（２）と反射鏡（９）の間に設けられ ている。特に、１０’〜１０’ａｌのオーダーの反射鏡（９）の面積を有する複 数座標測定装置による光学式走査のために使用される。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成　４年１１月２４ 日 １、国際出願番号 ＰＣＴ／ＤＥ９１１００４１４ ２、発明の名称 切換可能な直接照明およびまたは透過照明装置３、特許出願人 住所　ドイツ連邦共和国　デー・６３３０　ヴエツラ−１ポストフアツハ　２０ ６０’ 名称　ライン　メステヒニク　ゲゼルシャフト　ミツト　ベシ国籍　ドイツ連邦 共和国 ４、代理人 住所　東京都新宿区四谷４丁目２５番５号（１）補正書の写しく翻訳文）　１通 請　求　の　範　囲 路内に設けられた検光子（７）と、物体（２）の前向を回転する調節可能な装置 ！　（８）と、物体の背後に設けられた反射鏡（９）とを補足的に備えている、 直接光構造の照明および結像装置（１，３，４，５）からなる、物体（２）の直 接照明およびまたは透過照明を選択的に行うための光学装置において、反射向を 回転させる第２の装置（ｌＯ）が物体（２）と２、λ／４プレートまたはλ／４ フィルムが偏光方向を回転する装置（８，１０）として使用されることを特徴と する請求の範囲第１項の光学装置。

３、偏光方向を回転する調節可能な装置（８）が、光軸回りの回転によって調節 させられることを特徴とする請求の範囲第１項の光学装置。

４、偏光方向を回転する調節可能な装置ｔ　（８）が、光路への出入によって調 節させられることを特徴とする請求の範囲第１項の光学装置。

５、直接光構造の照明および結像装置（１，３，４゜５）がビームスプリッタ（ ５）を含み、偏光子（６）と検光子（７）がこのビームスプリッタ（５）の偏光 するビームスブリット面内で一体化されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項の光学装置。

６、反射鏡（９）が金属の平面鏡であることを特徴とする請求の範囲第１項の光 学装置。

７　反射鏡（９）が反射フィルムであることを特徴とする請求の範囲第１項の光 学装置。

８、複数座標測定装置による光学式走査のために使用され、反射鏡（９）がｌ　 ｃｒｌ　〜１０　ｒｄのオーダーの面積を有することを特徴とする請求の範囲第 １項から第７項まてのいずれか一つまたは複数の光学装置。

国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ　９１００４１４ Ｓ＾　４７４１３

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．照明光路内に設けられた偏光子（６）と、結像光路内に設けられた検光子（ ７）と、物体（２）の前において偏光子（６）と検光子（７）の間の光路内に設 けられた、偏光方向を回転する調節可能な装置（８）と、物体の背後に設けられ た反射鏡（９）とを補足的に備えている、直接光構造の照明および結像装置（１ ，３，４，５）からなる、物体（２）の直接照明およびまたは透過照明を選択的 に行うための光学装置において、反射鏡が実質的に偏光を消す作用をせず、そし て偏光方向を回転させる第２の装置（１０）が物体（２）と反射鏡（９）の間に 設けられていることを特徴とする光学装置。
2. ２．λ／４プレートまたはλ／４フィルムが偏光方向を回転する装置（８，１０ ）として使用されることを特徴とする請求の範囲第１項の光学装置。
3. ３．偏光方向を回転する調節可能な装置（８）が、光軸回りの回転によって調節 させられることを特徴とする請求の範囲第１項の光学装置。
4. ４．偏光方向を回転する調節可能な装置（８）が、光路への出入によって調節さ せられることを特徴とする請求の範囲第１項の光学装置。
5. ５．直接光構造の照明および結像装置（１，３，４，５）がビームスプリッタ（ ５）を含み、偏光子（６）と検光子（７）がこのビームスプリッタ（５）の偏光 するビームスプリット面内で一体化されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項の光学装置。
6. ６．反射鏡（９）が金属の平面鏡であることを特徴とする請求の範囲第１項の光 学装置。
7. ７．反射鏡（９）が反射フィルムであることを特徴とする請求の範囲第１項の光 学装置。
8. ８．複数座標測定装置による光学式走査のために使用され、反射鏡（９）が１０ °〜１０ｓｃｍ２のオーダーの面積を有することを特徴とする請求の範囲第１項 から第７項までのいずれか一つまたは複数の光学装置。